单细胞拉曼光谱技术实现耐药菌快速检测
近期，中科院苏州生物医学工程技术研究所(以下简称苏州医工所)研究团队联合浙江中医药大学等开展了单细胞拉曼光谱—重水标记联用技术的伊丽莎白菌属细菌快速药敏检测，相关研究文章发表于《微生物学前沿》。
单细胞拉曼光谱(SCRS)是一种重要的单细胞生物技术，能够在无标记、无损的前提下揭示细胞固有的化学组成，可用于表征细胞类型、生理状态和细胞功能，因此在单细胞研究中有广阔的应用前景。
此前，研究团队利用拉曼光谱—重水标记联用技术开发了一种适用于血液和尿液标本的快速药敏检测方法(FRAST)用于检测细菌的耐药特性，相关研究成果发表于《分析化学》。其原理为：耐药菌在抗生素作用下会持续代谢重水中的氘元素，通过显微拉曼光谱可以检测细菌代谢氘后在胞内合成的含有碳-氘化学键的生物大分子，从而使不依赖于培养的单细胞水平的快速药敏检测成为现实。新的研究在此基础上，将这种方法的应用拓展到以伊丽莎白菌属为代表的威克斯氏菌科病原菌。
伊丽莎白菌属细菌是非发酵革兰阴性杆菌，广泛存在于自然环境中，可引起脑膜炎、菌血症、肺部感染等疾病。伊丽莎白菌虽然不止一种常见细菌，并且只有患基础疾病、长期使用抗生素及免疫功能低下或缺陷等人群才容易感染，但是其对头孢类、碳青霉烯类、氨基糖苷类等各种抗菌药物均有很高的耐药性，呈现多重耐药，一旦感染则难以治疗。因此研究伊丽莎白菌的耐药特征，可以为临床合理用药有效控制感染提供依据。
使用FRAST检测伊丽莎白属细菌耐药的方法为：具有代谢活性的伊丽莎白菌代谢氘元素后，其拉曼光谱中的C-H特征信号有一部分偏移产生C-D信号，表现出明显的拉曼峰，通过分析拉曼光谱中C-D峰和C-H峰的比值，即可判断细菌在不同抗生素条件下的代谢活性，反映细菌药敏情况。
与此前的拉曼光谱—重水标记联用技术研究相比，本次研究科研人员对该方法进行了优化，仅需检测菌种的敏感、中介和耐药的三个折点浓度下的代谢指数是否降至阴性对照的70%以下就能够准确判断耐药菌的耐药特征，缩短了药敏报告时间。
(资料来源：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所)
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